一文解析串扰技术问题

关于大家担心的回流路径上的电流交叠在一起是否会有影响，在之前的《回流是如何影响信号的》文章中有过详细的说明。这篇文章就来看看串扰本身的问题。

串扰是电磁场的耦合，而信号传输时信号路径与回流路径之间的电磁场并不是辐射场，理想导体中也没有磁场的存在，电磁场在回流平面就到此为止了。如图1中的结构，地平面上深深的蓝色，以及下方地平面中空空如也的白色，也可以看出实际上并无电磁场的穿过：

图1

对图2中这样的结构进行仿真：

图2

测试结果如图3：

图3

一个4端口的S参数，应该有16条曲线才对，而在图中只能看到8条，缺少的那8条线正是串扰指标，由于小于-40dB被隐藏了。而实际上同样的结构也有经过测试验证，测试出来的串扰值大约为-70dB~-80dB，这其实就是仪器的底噪。

那是不是隔层串扰就完全可以忽略了呢？其实也不是这样的，实际的设计平面通常并不是完整的，会有许多孔将平面给打穿，尤其是在BGA，以及连接器处，那实际上平面两边的走线就如同下面这样的结构。图4中两线距离金属平面都为10mil，中心间距为22.4mil，线宽约为9mil。

图4

该结构的实际测试结果如图5：

图5

这样的一个串扰大小就不能完全忽略了。相当于同层之间中心间距为24mil（2.4H）的串扰大小，如图6：

图6

这样的一个结果，符合我们通常觉得的中心间距相等，串扰大小接近的印象。看来隔层之间，尤其是连接器和BGA位置的串扰是不可忽略需要引起重视的啊。

该测试的层叠如图7：

图7

各层之间的间距都为10mil，所有信号层之间都有地隔开，与我们通常做的背板设计比较相似。

编辑：hfy